大體積混凝土裂縫控制分析

王蓉芳 / 煙臺市住房保障中心

大體積混凝土裂縫控制分析

王蓉芳 / 煙臺市住房保障中心

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，隨著我國綜合國力的增強(qiáng)，我國在工程中對混凝土的使用有了相當(dāng)飛速的發(fā)展，也是隨著我國人民生活質(zhì)量的提升，人們對于公路以及房屋建筑的質(zhì)量有了更高的要求。下面就對如何控制大體積混凝土裂縫做一個(gè)詳細(xì)的探討。

大體積混凝土；混凝土裂縫；控制

引言

顧名思義，大體積混凝土裂縫就是在一種體積較大的混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的裂縫。在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中需要注意的是，由于該結(jié)構(gòu)的體積較大，極易在施工過程中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫的現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)會對整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成一定的影響，因此，在施工的過程當(dāng)中應(yīng)該做好對大體積混凝土裂縫的控制。

1.常見的大體積混凝土裂縫及預(yù)防

1.1 常見的大體積混凝土裂縫

在大體積混凝土工程中，裂縫的出現(xiàn)常常是由于混凝土的收縮造成的，而混凝土的收縮又有多個(gè)種類的收縮變形，它主要是由于混凝土中的環(huán)境溫度、化學(xué)變化、溫度的變化等眾多因素所引起的體積的縮小。一般情況下，混凝土的收縮主要有自收縮、塑性收縮、沉降收縮、溫度收縮、干燥收縮等類型。

1.1.1 自收縮.

混凝土體系與外界沒有水分交換情況的發(fā)生，而是由于水泥的水化消耗漿體內(nèi)部自身的毛細(xì)孔水分而產(chǎn)生的混凝土內(nèi)部自干燥作用所引起的宏觀體積收縮，就是混凝土的自收縮。這種收縮主要是在混凝土的初凝之后才開始發(fā)生，持續(xù)在混凝土凝結(jié)硬化后的幾個(gè)星期之內(nèi)。

防止混凝土的自收縮有很多的預(yù)防措施，比如說，可以在水泥漿體中摻加粉煤灰，這樣可以有效的減慢水泥漿體的水化速度，因此，可以在水膠比條件相同的情況下，用粉煤灰代替部分的水泥，從而達(dá)到增大早期有效的水灰比。

1.1.2 塑性收縮。

在混凝土進(jìn)行澆筑完成之后，并且使在混凝土發(fā)生初凝之前，混凝土的狀態(tài)仍然處于塑性狀態(tài)的時(shí)候，因?yàn)楸砻媸^快所產(chǎn)生的劇烈收縮的抗拉強(qiáng)度不能抵抗由于蒸發(fā)收縮所造成的拉變力而導(dǎo)致的混凝土收縮，就是塑性收縮。這種收縮裂縫持續(xù)的實(shí)踐比較短，產(chǎn)生的裂縫也比較淺。

防止混凝土的塑性收縮有很多方法，比如說，采用早期強(qiáng)度高的水泥；減少水以及水泥的使用量，并摻假減水劑；另外，也可以在混凝土澆筑之前，將模板用水澆透，保持好模板的濕潤度。

1.1.3 沉降收縮。

在混凝土的結(jié)構(gòu)形成之后，相對密度不一的骨料的水泥在重力或者是在其他的外力作用下，由產(chǎn)生的不同程度的相對沉降所造成的混凝土裂縫，就是沉降收縮。這種收縮在混凝土的澆筑之后會出現(xiàn)粗骨料的快速下沉，水泥砂漿在粗骨料之間繼續(xù)沉降，并伴隨著部分水分沿著毛細(xì)管的向外擠出。

在出現(xiàn)泌水、沉降離析現(xiàn)象的時(shí)候，可以在混凝土中摻加少量的硫酸鹽，這樣就可以非常有效的防止混凝土沉降收縮的發(fā)生。

1.1.4 溫度收縮。

在混凝土的硬化初期，水泥通過水化會產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量會使得混凝土中心的溫度急劇升高，而混凝土表面以及邊界因受到外界氣溫的影響所表現(xiàn)出來的溫度卻比較低，這種情況下，混凝土內(nèi)部的溫度就不易散發(fā)出來。而這種較大的內(nèi)外溫差，在硬化的初期，混凝土的表面收縮受到內(nèi)部的約束就會產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度的極限時(shí)，混凝土的表面就會產(chǎn)生裂縫。

通常防止溫度收縮出現(xiàn)的措施有：調(diào)整骨料級配，減少水泥的用量從而降低水化熱。還可以預(yù)留溫度收縮縫，即在混凝土澆筑完成之后，及時(shí)的用濕潤的草墊等東西覆蓋在其表面，保證混凝土的表面緩慢冷卻。

1.1.5 干燥收縮。

由于混凝土在終凝之后水泥石的氣孔、毛細(xì)孔、凝膠孔中的水分蒸發(fā)所產(chǎn)生的收縮，就是干燥收縮，其收縮量會隨著齡期的增長而逐漸增加。

一般情況下，防止干燥收縮的主要預(yù)防措施是在水泥的選用時(shí)，選擇那些收縮量比較小的水泥，降低水泥的用量；還可以在水泥中添加合適的摻合料、減水劑、膨脹劑、減縮劑等等。

1.2 不良施工作法對裂縫的影響

1.2.1 澆筑方面。

泵送混凝土的塌落度較大、所用到水泥用量也較多，因此，在施工中較容易出現(xiàn)混凝土裂縫。因此，在進(jìn)行混凝土的澆筑工作之前，應(yīng)該認(rèn)真的檢查鋼筋是否綁扎牢固。

1.2.2 養(yǎng)護(hù).

如果混凝土在養(yǎng)護(hù)時(shí)做的不夠完善，就會造成混凝土的強(qiáng)度不足，進(jìn)而產(chǎn)生混凝土裂縫。所以，正確的養(yǎng)護(hù)是有效防止混凝土表面出現(xiàn)裂縫的關(guān)鍵。

而在混凝土完成澆筑與振搗之后，由于停工所暴露的時(shí)間越長，發(fā)生的收縮就會越大。因此，必須要對混凝土進(jìn)行一定的保濕養(yǎng)護(hù)工作，還要盡量的避免劇烈的干燥，這樣就能夠有效的降低混凝土的收縮盈利，從而保證混凝土有一個(gè)適宜的硬化條件。

2.大體積混凝土裂縫的處理措施

大體積混凝土裂縫的出現(xiàn)會給整個(gè)工程產(chǎn)生絕對不良的影響，最明顯的一點(diǎn)就是混凝土裂縫的出現(xiàn)會影響結(jié)構(gòu)的整體性和剛度，從而使內(nèi)部的鋼筋以及其他材料發(fā)生腐蝕，進(jìn)而加速混凝土的碳化、降低鋼筋混凝土材料的承載力以及抗疲勞、抗?jié)B能力，給整個(gè)建筑物的外觀及使用壽命造成一定的影響。因此，我們要根據(jù)裂縫的性質(zhì)及實(shí)際的情況，對其及時(shí)處理，對待混凝土裂縫的處理，通常有表面修補(bǔ)法、結(jié)構(gòu)加固法、灌漿嵌縫封堵法、電化學(xué)防護(hù)法以及混凝土置換法、仿生自愈合法。

2.1 表面修補(bǔ)法

對于那些穩(wěn)定的、對結(jié)構(gòu)承載力不產(chǎn)生影響的表面裂縫以及深進(jìn)裂縫的處理，通常處理時(shí)采取的方法是表面修補(bǔ)法。主要是在混凝土的表面裂縫、氣孔以及缺陷的部位涂抹上混凝土修補(bǔ)膠對裂縫進(jìn)行填充補(bǔ)平，等混凝土修補(bǔ)膠干了之后再用砂紙進(jìn)行磨平，然后再進(jìn)行底層的涂刷工作。

2.2 結(jié)構(gòu)加固法

結(jié)構(gòu)加固法主要是針對混凝土的承重結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，并且對結(jié)構(gòu)的性能產(chǎn)生了一定的影響的時(shí)候。混凝土加固通常可以加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積、預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固等等。

2.3 低壓灌漿封堵法

對于那些寬度在0.2毫米到0.3毫米范圍內(nèi)的混凝土裂縫的修補(bǔ)，通常采用的是低壓灌漿封堵法。這種方法主要是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入到混凝土的裂縫當(dāng)中去，待膠結(jié)材料硬化之后就會與混凝土形成一個(gè)整體，這樣就可以起到封堵加固的目的。圖1即為低壓灌漿封堵施工圖。

圖1 低壓灌漿封堵施工圖

2.4 電化學(xué)防護(hù)法

引起鋼筋發(fā)生銹蝕的主要因素之一就是混凝土的碳化，而鋼筋的銹蝕又會使得混凝土發(fā)生脹裂，鋼筋的腐蝕便會造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)過早的發(fā)生破壞，從而對混凝土結(jié)構(gòu)的性能產(chǎn)生一定的影響。

電化學(xué)防護(hù)法主要有三種原理，即陰極防護(hù)法、電化學(xué)除氯以及電化學(xué)除堿，這種方法主要是置于混凝土構(gòu)件表面的外部輔助電極和鋼筋之間通過直流電，外部的電極作為陽極，鋼筋作為陰極，并與其間的堿性電解質(zhì)共同構(gòu)成一個(gè)回路，對混凝土進(jìn)行陰極的極化，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這樣就可以有效的控制因混凝土的碳化和氯離子的侵蝕所導(dǎo)致的鋼筋的腐蝕破壞。

3.結(jié)束語

以上對大體積混凝土結(jié)構(gòu)中經(jīng)常會出現(xiàn)的裂縫及預(yù)防措施、裂縫的處理措施進(jìn)行了初步的探討，相信我們只要掌握好這些方法，在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中不允許出現(xiàn)的裂縫是完全可以避免的。

“

[1]王明磊.大體積混凝土施工裂縫的預(yù)防與補(bǔ)救措施研究[J].長安大學(xué).2010.05.04.

[2]李宗才.大體積混凝土裂縫控制與工程應(yīng)用[J].青島理工大學(xué).2014.10.01.